乙醇在水體總鉻測定中的巧應用

祁光發(fā)

(唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北 唐山 063305)

總鉻屬于廢水監(jiān)測中的第一類污染物，因此，總鉻的排放是否達標將會關系到企業(yè)是否能夠正常運轉以及對水體環(huán)境的污染程度，而在廢水總鉻的測定中所使用的顯色劑是用丙酮配制的，檢測過程中會產(chǎn)生大量的危險廢棄物，危廢處理成本較大。丙酮極易揮發(fā)且毒性較大，在配制顯色劑和顯色的過程中有大量的丙酮揮發(fā)出來，對檢測人員的身體健康造成較大危害。因此，尋找一種低毒或無毒溶劑代替丙酮，在保證準確度的前提下，既滿足節(jié)能減排的環(huán)保需求，又確保了檢測人員的職業(yè)健康安全。

1 實驗

1.1 原理

在酸性條件下用高錳酸鉀將Cr3+全部氧化為Cr6+，Cr6+與二苯碳酰二肼反應生成紫紅色的絡合物，與波長540 nm處測定其吸光度值。過量的高錳酸鉀用過量的亞硝酸鈉分解，過量的亞硝酸鈉用尿素分解[1]。

1.2 基本操作

1.2.1 水樣預處理

取10.00 mL樣品于250 mL錐形瓶中，加40 mL高純水，再加入3 mL濃硝酸和2 mL(1+1)硫酸，用電陶爐在通風櫥內加熱煮沸至近干。若溶液仍有顏色，需再加2 mL濃硝酸進行消解，直至溶液無色。

消解完成后取下冷卻，加入50 mL水，用1+1氨水調節(jié)pH至中性，然后加0.5 mL(1+1)磷酸和0.5 mL(1+1)硫酸，搖勻，加(40 g/L)高錳酸鉀3滴(若紫色消失，需補加高錳酸鉀，直至溶液保持紫色不變)，電陶爐加熱使樣品微沸，待樣品溶液濃縮至20 mL左右，取下錐形瓶冷卻至室溫。

1.2.2 顯色

處理好的樣品中加入1 mL(200 g/L)尿素溶液，搖勻。用滴管滴加(20 g/L)亞硝酸鈉溶液，每滴加一滴充分搖勻，至高錳酸鉀的紫紅色剛好褪去。稍停片刻，待溶液內氣泡逸出，轉移至50 mL比色管中，用水稀釋至刻線。加入2 mL顯色劑，搖勻 ，顯色10 min后，在540 nm波長下，用3 cm比色皿，以樣品空白做參比，測定吸光度。

2 實際測定中存在的問題

用丙酮配制二苯碳酰二肼時，在移取、攪拌溶解和顯色過程中有大量的丙酮揮發(fā)出來，長此以往，對檢測人員的身體健康會造成較大危害，且污染環(huán)境。

3 問題解決

由于二苯碳酰二肼易溶于醇類化合物，而較丙酮而言，乙醇屬于毒性極小的有機溶劑，因此用無水乙醇代替丙酮配制二苯碳酰二肼。

3.1 乙醇用量的選擇

在標準中是將0.2 g的二苯碳酰二肼溶于50 mL的丙酮中，根據(jù)丙酮的用量確定乙醇用量為30 mL至80 mL。稱取0.2 g二苯碳酰二肼分別溶于30 mL、40 mL、50 mL、60 mL、70 mL、80 mL的無水乙醇，分別用蒸餾水定容至100 mL，備用。

3.2 確定乙醇的最佳用量

取12支50 mL比色管，取其中6支比色管，分別加入6 mL 0.5 μg/mL的鉻標液，其余6支比色管為空白，分別加入以上配置好的顯色劑2 mL,顯色10 min后，以水為參比，分別測定在不同乙醇用量下的吸光度值，結果見表1。

表1 用無水乙醇配制顯色劑

圖1 吸光度值趨勢圖

通過圖1可知，當乙醇用量為60 mL至100 mL時吸光度值達到最大，且趨于穩(wěn)定。為了降低藥品使用量和檢測成本，故無水乙醇的最佳用量選擇60 mL。

4 準確度驗證

4.1 顯色劑配制

稱取0.2 g二苯碳酰二肼，溶于50 mL丙酮中，用水稀釋至100 mL備用。

稱取0.2 g二苯碳酰二肼，溶于60 mL無水乙醇中，用水稀釋至100 mL備用。

4.2 繪制標準曲線

取0.5 μg/ mL鉻標液0 mL、1 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL分別置于250 mL錐形瓶內，然后按照樣品測定步驟(第1.2節(jié))進行處理，顯色時用第4.1節(jié)(丙酮介質)中所配顯色劑，以鉻含量為橫坐標，吸光度值為縱坐標繪制標準曲線。另外再繪制一條使用第4.1節(jié)(乙醇介質)中所配顯色劑的標準曲線，前處理與第一條標準曲線相同。

4.3 測定總鉻含量

4.3.1 標準樣品的測定結果

以標準樣品(0.5 μg/ mL)為待測試樣，以空白為參比，與波長540 nm處測定其吸光度值，結果見表2、表3。

表2 用丙酮配制顯色劑下的測定結果

表3 用無水乙醇配制顯色劑下的測定結果

由表2和表3可以看出使用兩種介質配制的顯色劑下的測定結果與真值相符，均在誤差范圍之內，說明用乙醇做溶劑配制的顯色劑測定標準樣品是可行的。

4.3.2 廢水的測定結果

以某幾批次廢水為試樣，分別取10 mL測定其總鉻的含量，結果見表4。

表4 不同顯色劑下測定結果比對

由表4可以看出，兩種顯色劑下的測定結果相符，均在誤差范圍之內。

4.4 加標回收率

在表4的試樣中分別加入1 mL 0.5 μg/ mL的鉻標準溶液，加2 mL乙醇配制的顯色劑，計算加標回收率，結果見表5。

表5 加標回收率

加標回收率在88%至106%之間，而微量分析要求加標回收率在80%至120%之間，所以該方法滿足分析要求。

4.5 適用范圍

由于乙醇具有一定的還原性，而Cr6+在酸性條件下是強氧化劑，為避免因自身反應使測定結果出現(xiàn)偏差，對方法的使用范圍進行驗證。以一定系列濃度鉻標準溶液為待測溶液，分別用兩種顯色劑測定總鉻含量，結果見表6。

表6 總鉻濃度較高時的測定結果

由表6可知，當總鉻含量≤3.0 mg/L時，用乙醇配制的顯色劑下的測定結果與用標準方法測定的結果相符，說明用乙醇配制的顯色劑也適用于總鉻含量較高的試樣，當總鉻含量高于3 mg/L 時，可進行適當稀釋后進行測定。

4.6 注意事項

無水乙醇是易燃易爆物，使用時遠離明火；顯色酸度控制在0.2 mol/L左右，酸度過高時顯色穩(wěn)定性差，過低時，顯色緩慢甚至不顯色。

5 結 論

用無水乙醇代替丙酮配制的顯色劑，在確保準確度的前提下，大大降低了有毒有害藥品的使用量，進一步實現(xiàn)了綠色化檢驗的目標。目前，此法已應用于日常檢驗，效果良好。